[发明专利]可生物降解的脂族-芳族聚酯

说明书

技术领域

本发明涉及由脂族二羧酸、可再生来源的多官能芳族酸和二醇获得的可生物降解的脂族-芳族聚酯，本发明还涉及所述聚酯与其它天然或合成来源的可生物降解的聚合物的共混物。

背景技术

由对苯二甲酸和二醇获得的可生物降解的脂族-芳族聚酯在文献中是已知的并且可商购。聚酯链中芳族组分的存在对获得具有足够高的熔融温度和适合的结晶速率的聚合物是重要的。

尽管对苯二甲酸具有合成来源，但其从可再生来源的潜在制备是过于复杂的。不管它们的可生物降解性，就所涉及的不可再生的碳原料而言，这限制了显著地减少目前市场上这种类型聚酯的环境影响的机会。

另外，虽然对苯二甲酸含量的提高了改进脂族-芳族聚酯的机械和热性能，但是其高含量降低了所述聚酯的生物降解的百分率。因此，如果可能在使用中维持适合的生物降解性能和表现，高百分率的可再生来源的芳族酸在链中的存在将是合乎需要的。实际上，这将使具有高的机械和热性能的聚合物能够从衍生自可再生来源的原料获得，该可再生来源占总碳的非常大比例，该比例甚至可以占总碳的高达100％。事实上，植物来源的单体的使用帮助CO₂在大气中的减少和不可再生资源的更有限的使用。

所有上述确认的缺点现在通过根据本发明的聚酯克服。

发明内容

事实上，本发明涉及从脂族二羧酸、得自可再生来源的多官能芳族酸和二醇开始获得的脂族-芳族类型的可生物降解聚酯。

可以认为具有可再生来源的产品是从这样的来源获得的，即该来源根据它们的性质是可再生的并且基于人类生命的时间比例是用不完的并且它们的使用因此不会负面影响后代对自然资源的可获得性。可再生资源的典型实例由蔬菜作物构成。

至于脂族二羧酸，在此考虑的那些是C₂-C₂₂二羧酸。

在脂族二羧酸当中，己二酸和具有可再生来源的那些是尤其优选的，在后者当中，具有可再生来源C₈-C₁₃的脂族二羧酸是尤其优选的，并且特别是辛二酸、壬二酸、癸二酸和巴西基酸，和它们的酯。这些酸的共混物也是尤其有利的。

还有具有链内不饱和部分的二酸，例如衣康酸和马来酸。

根据本发明的多官能芳族酸是指得自可再生来源的芳族二羧酸化合物和它们的酯；2，5-呋喃二羧酸和其衍生物是尤其优选的。

根据本发明的可生物降解聚酯中的多官能芳族酸含量优选占二羧酸总摩尔的90mol％-5mol％，更优选80mol％-10mol％，或更好是70mol％-20mol％，甚至更好是60mol％-40mol％。

根据本发明的二醇的实例包括：1，2-乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、1，7-庚二醇、1，8-辛二醇、1，9-壬二醇、1，10-癸二醇、1，11-十一烷二醇、1，12-十二烷二醇、1，13-十三烷二醇、1，4-环己烷二甲醇、丙二醇、新戊二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、双脱水山梨糖醇(dianhydrosorbitol)、双脱水甘露糖醇(dianhydromannitol)、双脱水艾杜糖醇(dianhydroiditol)、环己烷二醇和环己烷-甲烷二醇，芳族二醇例如酚，和呋喃二醇。

在根据本发明的二醇当中，在α-ω位置具有两个羟基的那些是优选的。由于它们的分子结构，所述α-ω二醇促进聚合物链的三维有序，这导致根据本发明的聚酯的良好的结晶度。

尤其优选的那些是C₂-C₁₀类型的二醇。C₂-C₄二醇是更加优选的。

根据本发明的聚酯的分子量Mn优选是5,000-150,000，更加优选10,000-120,000，或更好是20,000-100,000。多分散指数Mw/Mn是1.4-8，优选1.6-5。

根据本发明的聚酯优选显示通过X射线衍射例如使用PhilipsX′Pertθ/2θ衍射计使用具有λ＝1.5416埃和1.6kW工作功率的XCuKα辐射测量的大于5％，优选大于8％，更优选大于10％的结晶度，该衍射计具有Bragg-Brentano几何结构。所使用的角范围是具有0.03度(2θ)的步进和2秒/步进的采集时间的5-60度(2θ)。结晶度的％计算为结晶相面积占结晶相和无定形相的面积之和的百分率。